martes, 30 de junio de 2009

practicas sobre motores

PRACTICAS EN CLASE SOBRE MOTORES

  1. Practica motor monofásico:


En la practica desarrollada de motor monofásico, se realizaron 6 diferentes posibles tipos de conexiones, obteniendo los siguientes resultados:

CONEXIÓN DEL BOBINADO PRINCIPAL Y ARRANQUE CON IMPULSO MECANICO:


  • La corriente pico generada fue: 37.1 A

  • La corriente nominal fue: 4 A

  • El voltaje de entrada fue: 125V

CONEXIÓN EN SERIE DE LA BOBINAPRINCIPAL, BOBINA AUXILIARE INTERRUPTOR CENTRIFUGO:


  • La corriente pico generada fue: 47.8 A

  • La corriente nominal fue: 4 A

  • El voltaje de entrada fue: 125V

CONEXION EN SERIE DE LA BOBINA PRINCIPAL, BOBINA AUXILIAR, INTERRUPTOR CENTRIFUGO Y CONDENSADOR DE ARRANQUE:


  • La corriente pico generada en la primera conexión fue: 33.8 A

  • La corriente pico generada en la segunda conexión fue: 32.4 A

  • La corriente nominal en ambas conexiones fue: 4 A

  • El voltaje de entrada en ambas conexiones fue: 125V

CONEXIÓN EN SERIE DE LA BOBINA PRINCIPAL CON EL CONDENSADOR:



  • La corriente pico generada fue: 33.4 A

  • La corriente nominal fue: 4 A
  • El voltaje de arranque fue: 125V

  • NOTA: esta conexión no funciono debido a que la carga que contenía el condensador no era la suficiente para que generara el arranque adecuado del motor.

CONEXIÓN DEL CONDENSADOR Y EL INTERRUPTOR CENTRIFUGO EN SERIE CON LA BOBINA PRINCIPAL:

  • La corriente pico generada fue: 33.4 A

  • La corriente nominal fue: 4 A

  • El voltaje de entrada fue: 125V

  • NOTA: esta conexión no funciono, debido a que no se presentaba ningún tipo de respuesta por parte del rotor del motor.

2. practica del motor asíncrono:


En esta practica, se realizaron dos conexiones: la conexión en estrella y la conexión delta, donde se obtuvieron los siguientes resultados:


CONEXIÓN ESTRELLA:

  • La corriente pico generada fue: 53.2 A
  • La corriente de nominal fue: 4 A

  • La potencia generada fue: 4KW

  • El voltaje de línea fue: 120V

  • Las revoluciones generadas fueron: 1745rpm

  • Trabajo realizado por el motor: 3 Hp

  • Frecuencia generada por el motor: 60Hz

  • Temperatura del motor en funcionamiento: 40°C


CONEXIÓN DELTA:

  • La corriente pico generada fue: 87 A

  • La corriente de nominal fue: 7.5 A

  • La potencia generada fue: 4.4KW

  • El voltaje de línea fue: 220V

  • Trabajo realizado por el motor: 3 Hp

  • La corriente de arranque fue: 6 A

  • La frecuencia generada por el motor fie: 60Hz


CON GIRO INVERTIDO:

  • La corriente pico generada fue: 115 A

  • Corriente nominal del motor: 7.5 A

  • Corriente de arranque del motor: 7.5 A

  • Voltaje de línea: 220V


PRACTICA DEL MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA (C.C):


En este laboratorio, de realizaron dos tipos de conexiones: tipo shunt y conexión en serie donde se obtuvieron los siguientes resultados:


CONEXIÓN TIPO SHUNT:

  • Corriente pico generada: 13 A

  • Corriente de arranque: 4 A

  • Corriente nominal del motor: 1 A

  • Voltaje de entrada del motor: 220V


CON INVERSION DE GIRO:

  • Corriente pico generada: 13 A

  • Corriente de arranque del motor: 4 A

  • Corriente nominal del motor: 0.9 A


CONEXIÓN EN SERIE:

  • Corriente pico generada: 1.4 A

  • Corriente de arranque: 1.4 A

  • Corriente nominal del motor: 0.7 A

  • Voltaje de entrada del motor: 220V

CON INVERSION DE GIRO:

  • Corriente pico generada: 1.5 A

  • Corriente de arranque del motor: 1.5 A

  • Corriente nominal del motor: 0.7 A

PRACTICA MOTOR DAHLANDER:

Se realizo la conexión delta-estrella para generar dos velocidades. Estos fueron los resultados obtenidos:

PARA ALTA VELOCIDAD:

  • Corriente pico generada: 30.9 A

  • Corriente de arranque del motor: 4 A

  • Corriente nominal del motor: 2.8 A

  • Voltaje de entrada del motor: 120 V

PARA VELOCIDAD MEDIA:

  • Corriente pico generada: 4.2 A

  • Corriente de arranque del motor: 4 A

  • Corriente nominal del motor: 4.2 A

  • Voltaje de entrada del motor: 120 V

PRACTICA CON MOTOR DE ANILLOS ROSANTES

CONEXION EN Y

  • 12Ω IP=7.4A IN=1.4
  • 10Ω IP=7.4A IN=1.4A
  • 8Ω IP=8.7A IN=1.4A
  • 6Ω IP=12.6A IN=1.5A
  • 4Ω IP=14.8A IN=1.5A
  • 2Ω IP= IN=1.6A
  • 0Ω IP= IN=1.2A

CONEXION EN ∆

  • 12Ω IP=20A IN=6.5A
  • 10Ω IP=19A IN=6.3A
  • 8Ω IP=1.5A IN=6.6A
  • 6Ω IP=28.4A IN=6.6A
  • 4Ω IP=37.5A IN=6.6A
  • 2Ω IP=41.9A IN=6.6A
  • 0Ω IP=43.8A IN=6.62A

miércoles, 3 de junio de 2009

CAMPO MAGNETICO


CONTROL DE ARRANQUE DE UN GENERADOR

ARRANQUE DE UN GENERADOR

El arranque manual se produce a nuestra voluntad, esto quiere decir que cuando queramos disponer de la electricidad generada por el Grupo Electrógeno lo haremos arrancar de forma manual. Generalmente el accionamiento de arranque se suele realizar mediante una llave de contacto o pulsador de arranque de una centralita electrónica con todas las funciones de vigilancia. Cuando se produzca un calentamiento del motor, cuando falte combustible o cuando la presión de aceite del motor sea muy baja, la centralita lo detectará parando el motor automáticamente.
Existe centrales automáticas que funcionan tanto en modo manual o automático; estas centralitas o cuadros electrónicos detectan un fallo en la red de suministro eléctrico, obligando el arranque inmediato del Grupo Electrógeno. Normalmente en los grupos automáticos se instalan cajas predispuestas que contienen básicamente un relé de paro y otro de arranque, además de tener instalados en el conector todos los sensores de alarma y reloj de los que disponga el Grupo Electrógeno. Instalado aparte un cuadro automático en el que van instalados los accionamientos de cambio de red a Grupo Electrógeno.


VARIACIÓN DE TENSIÓN EN EL GENERADOR

Los generadores síncronos son parte fundamental en los sistemas de potencia y se deben estudiar detalladamente para entender su comportamiento, tanto en el estado estable como en el transitorio. Esto es importante para mantener altos niveles de con fiabilidad De forma general, los generadores síncronos se componen del estator que es la parte fija, el rotor que es la parte móvil que gira dentro del estator y el entre hierro o espacio de aire que los separa. En el estator existen
bobinas que se representan en forma de tres devanados concentrados y desfasados 120 grados Los tres devanados del estator se conectan normalmente en estrella, con un neutro que se conecta a tierra de diferentes formas, Ante fallas a tierra, la magnitud de las corrientes que circulan por el neutro depende del tipo de aterramiento del generador y de la posición de la falla a lo largo de los devanados del estator. En los generadores con baja impedancia de puesta a tierra, las corrientes circulantes por el neutro son equivalentes a casi toda la corriente de
la falla en el estator. En generadores con una impedancia de valor medio tienen valores de aproximadamente 100 A; y las corrientes circulantes en generadores con alta impedancia de puesta a tierra están entre 3A y 25A, para fallas externas El método de alta impedancia de
puesta a tierra es el más utilizado; normalmente el generador se aterriza a través de un transformador y una resistencia secundaria o también con la resistencia directamente a tierra.
Esto es tomado del libro
MAQUINAS ELÉCTRICAS Y TRANSFORMADORES
Bhag. S. Guru
CONTROL DE ARRANQUE DE UN MOTOR

Se denomina arranque de un motor al régimen transitorio en el que se eleva la velocidad del mismo desde el estado de motor detenido hasta el de motor girando a la velocidad de régimen permanente.

El conjunto que se pone en marcha es inercial y disipativo, incluyendo en este último concepto a las cargas útiles, pues consumen energía.

El estudio del arranque de los motores tiene una gran importancia práctica, ya que la elección correcta de las características de los motores eléctricos y arrancadores a instalar están basados en el conocimiento de las particularidades de éste régimen transitorio.

Recordemos que el comportamiento dinámico del conjunto motor-maquina accionada está regido por la siguiente ecuación diferencial:

Tm - Tr = J . dw / dt

Donde Tm es el par motor, Tr el par resistente, J es el momento de inercia del conjunto motor-maquina accionada y w es la velocidad angular de dicho conjunto.

Por lo tanto, para que el conjunto comience a girar se necesita que el par motor supere al par resistente, de manera de generar una aceleración angular de arranque. El proceso de arranque finaliza cuando se equilibra el par motor con el par resistente, estabilizándose la velocidad de giro del motor.

1 - Arranque de motores asincrónicos con rotor en jaula
Los motores de corriente alterna con rotor en jaula de ardilla se pueden poner en marcha mediante los métodos de arranque directo o a tensión reducida (excluimos de esta exposición a los motores monofásicos).

En ambos casos, la corriente de arranque generalmente resulta mayor que la nominal, produciendo las perturbaciones comentadas en la red de distribución. Estos inconvenientes no son tan importantes en motores pequeños, que habitualmente pueden arrancar a tensión nominal.

Por ejemplo, el código municipal fija los límites de corriente en el arranque indicados en la tabla siguiente:

Hasta 3 HP 4,0 . In
Más de 3 hasta 6 HP 3,5 . In
Más de 6 hasta 9 HP 3,1 . In
Más de 9 hasta 12 HP 2,8 . In
Más de 12 hasta 15 HP 2,5 . In
Más de 15 hasta 18 HP 2,3 . In
Más de 18 hasta 21 HP 2,1 . In
Más de 21 hasta 24 HP 1,9 . In
Más de 24 hasta 27 HP 1,7 . In
Más de 27 hasta 30 HP 1,5 . In
Más de 30 HP 1,4 . In

La máxima caída de tensión en la red no debe superar el 15% durante el arranque.

Los circuitos con motores deben contar con interruptores que corten todas las fases o polos simultáneamente y con protecciones que corten automáticamente cuando la corriente adquiera valores peligrosos.

En los motores trifásicos debe colocarse una protección automática adicional que corte el circuito cuando falte una fase o la tensión baje de un valor determinado.


2 - Arranque de motores sincrónicos

Una máquina sincrónica "pura" no tiene par de arranque. Por lo tanto, en general se fabrican de forma de que pueda desarrollar un suficiente par de inducción para el arranque por medio de jaulas auxiliares, hasta una velocidad próxima al sincronismo en la que la corriente de excitación desarrolle un par de sincronización conveniente. En algunos casos, las corrientes parásitas en los polos proveen el par asincrónico suficiente para el arranque, pero en otros casos debe instalarse un bobinado especial.

Las formas de arranque son semejantes a las del motor asincrónico, aunque se suele coenectar una resistencia intercalada en el bobinado de excitación, para evitar sobretensiones en los terminales cuando hay movimeinto relativo entre el flujo del inducido y el bobinado del campo. Si el campo del motor es excitado por rectificadores, esta tensión inducida podría producir una componente de continua y un par pulsatorio, que podria causar transtornos en el arranque.

Cuando se necesita un par de arranque muy elevado, los bobinados de arranque (amortiguadores) se disponen con anillos rozantes para intercalar resistencias externas.

3 - Arranque de motores de corriente continua

Con los medios de rectificación de que se dispone actualmente resulta fácil y práctico la utilización de motores de corriente continua, debido a la facilidad que tienen para arrancar y regular su velocidad.
En la práctica se utilízan diversos motores de corriente continua como:


-De excitación independiente.
-De excitación serie / universal.
-De excitación derivación (shunt).
-De excitación compuesta en conexión adicional (compound).
-De imanes permanentes.
-Especiales.

Dentro de los motores de excitación independiente, serie, derivación y compuesta, se distinguen los siguientes bobinados cuya denominación y e identificación señalamos:

AB - Inducido.
GH - Polos auxiliares y de compensación.
JK - Bobinado inductor independiente.
EF - Bobinado inductor serie.
CD - Bobinado inductor derivación.


CONTROL DE LA VARIACION DE VELOCIDAD EN MOTORES

En las aplicaciones industriales modificar la velocidad de un eje implica también disponer del torque
necesario para dicha acción. En una intención de clasificar las aplicaciones por el torque requerido a
diferentes velocidades de trabajo podríamos agruparlas mayoritariamente en 2 grupos:

· Cupla constante: Son aquellas aplicaciones que requieren cupla constante en todo el rango de
velocidades de operación
· Cupla cuadrática: Como las aplicaciones de bombas y ventiladores centrífugos .La cupla sigue
una ley cuadrática con la velocidad empezando desde 0 (aplicación detenida) hasta cupla
máxima a máxima velocidad
Un variador de velocidad es el dispositivo que nos permite controlar la velocidad y el torque suministrado
por un motor eléctrico a fin de adaptarlos a lo requerido para dicha aplicación.

Control Escalar

De una manera simple la cupla entregada en el eje de un motor eléctrico asincrónico trifásico de corriente
alterna es directamente proporcional a la tensión de alimentación e inversamente proporcional a la
frecuencia de alimentación, mientras que su velocidad es proporcional a la frecuencia de la tensión de alimentación

CUPLA = K * V / F donde:
K = Constante de proporcionalidad
V = Tensión de alimentación
F = Frecuencia de alimentación


Control Vectorial de Lazo Cerrado (Close Loop)

Existen diversas aplicaciones que requieren erogar el Torque nominal con el motor detenido, por ejemplo
aplicaciones en medios de transporte vertical como grúas y ascensores, también otros dispositivos
industriales como ser bobinadores, debobinadores, tractores de material, etc.
Dadas las alinealidades del motor asincrónico cuando gira a baja velocidad, la realización de los cálculos
vectoriales consiste en el uso de microprocesadores de mayor capacidad de cálculo y software más
complejo. En el estado de arte actual es aun más económico realizar la medición de la posición del rotor
en lugar de calcularla a través de algoritmos en el microprocesador.


Control Vectorial de Lazo Abierto (Open Loop)

Si imaginamos al motor eléctrico con un rotor compuesto por un imán asociado, montado solidario al eje
del rotor, de forma que al acercar otro imán (construido por el variador a través del bobinado de estator)
la repulsión entre ambos imanes genera el movimiento del eje comprenderemos inmediatamente que el
imán construido a través del estator deberá en todo momento tener la posición y la magnitud adecuadas
para asegurar la rotación correcta del motor en cualquier estado de carga.


CONTROL DE LA VARIACION DEL PAR EN MOTORES

El control de par de inercia del motor MSR evita que las ruedas motrices se bloqueen debido al efecto de frenado del motor sobre superficies deslizantes cuando el conductor retira bruscamente su pie del acelerador o reduce rápidamente una marcha. El efecto de frenado del motor podría provocar el patinaje de las ruedas motrices. Éstas pierden temporalmente la tracción y el vehículo se vuelve inestable. En tales situaciones, el control de par de inercia del motor mantiene la estabilidad direccional e incrementa la seguridad. La unidad de control del sistema de control de par de inercia del motor recibe toda la información necesaria desde los sensores de velocidad de las ruedas y la unidad de control del motor o de la unidad de control de la transmisión a través del bus de datos CAN. Si la unidad de control detecta que las ruedas motrices están patinando, el sistema de control de par de inercia del motor envía una señal a través del bus de datos CAN a la de control del motor, indicando la necesidad de incrementar el par motor hasta que las ruedas motrices vuelvan a girar a una velocidad adecuada a la velocidad del vehículo. Esto mantiene la direccionabilidad del vehículo y asegura la conservación de la estabilidad direccional. El control de par de inercia del motor funciona en toda la gama de velocidades.


martes, 2 de junio de 2009

CONFORMACION DE UN MOTOR




MOTOR
Acá se observa como esta formado el motor, este consta de un eje, unos imanes, un rotor y un estator o encapsulado. Estos motores básicamente son utilizados para realizar trabajos donde no es muy alta la tensión que se vaya a utilizar.








MOTORES EN VACIO


Motores en ensayo al vació
En esta parte de el experimento lo que se hace es dejar los dos motores conectados pero esta vez sin el led esto es con el fin de medir la tensión y corriente que se produce en los motores cuando no son conectados al led
Voltaje de entrada: 4V
Voltaje de salida: 2.12V
Corriente generada: 60mA

LABORATORIO DE DOS MOTORES Y UNA FUENTE


DOS MOTORES Y UNA FUENTE
En este laboratorio, se pegaron los ejes de dos motores, de tal forma que al girar uno, produjera un movimiento mecanico en el otro y asi se lograra encender un led.

Por lo tanto lso resultados obtenidos fueron:

Voltaje de entrada: 4V
Voltaje de salida: 1.72V
Corriente de entrada: 70mACorriente de salida: 2.3mA

EXPERIMENTO DEL MOTOR EN FUNCION DE UN GENERADOR


Resultados del laboratorio:

A un motor D.C. se le adiciono una barra de forma perpendicular, a la cual en el otro extremo se le adiciono un contrapeso. Se hizo girar mecánicamente logrando que funcionara como generador y produjera energia electrica para poder encender un diodo led.

Los resultados obtenidos respecto a voltaje e intensidad de corriente son:

Voltaje 0.5V
Intensidad de corriente 1.5mA

lunes, 1 de junio de 2009

MOTOR JAULA DE ARDILLA


MOTORES JAULA DE ARDILLA
Se ha demostrado que a causa de las pequeñas resistencias del rotor los motores de jaula de ardilla tienen unas características de funcionamiento a una velocidad constante excelente, pero un par de arranque pequeño. Pero por otra parte una gran resistencia en el circuito del rotor da un buen par de arranque pero un rendimiento pequeño y una débil regulación de velocidad. Mediante el uso de dos arrollamientos en el rotor, el motor de doble jaula de ardilla combina el gran par de arranque y unas buenas características de funcionamiento con una corriente de arranque pequeña. Las ranuras del rotor están formadas por dos partes, una arriba cerca de la superficie, de pequeña sección recta y otra en el fondo de sección recta grande. Las dos están unidas por otra larga y más estrecha, la de arriba contiene un arrollamiento de gran resistencia; la de abajo uno de pequeña resistencia, generalmente formado por barras de cobre o de una aleación de aluminio. Cuando este rotor esta entre dos polos de campo electromagnético, que han sido magnetizados por una corriente alterna, se induce una fem en las espiras de la jaula de ardilla, una corriente muy grande las recorre y se produce un fuerte campo que contrarresta al que ha producido la corriente. Aunque el rotor pueda contrarrestar el campo de los dos polos estacionarios, no hay razón para que se mueva en una dirección u otra y así permanece parado. Este es similar al motor asincro el cual tampoco se arranca solo. Lo que se necesita es un campo rotatorio en lugar de un campo alterno. Cuando se produce para que tenga un efecto rotatorio el motor se llama jaula de ardilla.
· Rotor de jaula Simple

En los agujeros dispuestos hacia el exterior del cilindro y paralelos a su eje se colocan los conductores, cada extremo de estos conductores se conecta a una corona metálica. En determinados motores la jaula de ardilla esta enteramente moldeada, se suele utilizar el aluminio inyectado aperción; las aletas de refrigeración hechas en la misma operación hacen masa con el rotor.
· Rotor de jaula doble

Este motor contiene dos jaulas concéntricas una exterior bastante resistente y otra interior de menor resistencia.
· Motores Síncronos

Los motores síncronos son un tipo de motor eléctrico de corriente alterna (AC). Su velocidad de giro es constante y depende de la frecuencia de la tensión de la red eléctrica ala que este conectado y por el número de pares de polos del motor siendo conocida esa velocidad como “velocidad de sincronismo”. Estos motores son llamados a si también, porque la velocidad del rotor y la velocidad del campo magnético del estator son iguales. Estos motores síncronos se usan en maquinas grandes que tienen una carga variable y necesitan una velocidad constante.
· Motores Asíncronos

Los motores asíncronos generan un campo magnético giratorio y se les llaman asíncronos porque la parte giratoria, el rotor y el campo magnético provocado por la parte fija, el estator tienen velocidad desigual. Ha esta desigualdad de velocidad se le llama deslizamiento. El rotor esta unido sobre un eje giratorio, dicho eje esta atravesado por dos barras de cobre o aluminio unidas en sus extremos, el estator encapsula el rotor y genera el campo magnético

MOTOR ELECTRICO

El motor eléctrico permite la transformación de energía eléctrica en energía mecánica, esto se logra, mediante la rotación de un campo magnético alrededor de una espira o bobinado que toma diferentes formas.
Principio de funcionamiento

Al pasar la corriente eléctrica por la bobina ésta se comporta como un imán cuyos polos se rechazan o atraen con el imán que se encuentra en la parte inferior; al dar media vuelta el paso de corriente se interrumpe y la bobina deja de comportarse como imán pero por inercia se sigue moviendo hasta que da otra media vuelta y la corriente pasa nuevamente repitiéndose el ciclo.
Debemos tener cuidado ya que la bobina se calienta un poco y, además, debe ser cambiada después de un corto tiempo pues el barniz de uno de los contactos se quema fácilmente lo que impide que funcione el motor.

Partes del Motor

1. Una armadura o rotor.
2. Un conmutador.
3. Cepillos.
4. Un eje.
5. Un Imán de campo.
6. Una fuente de poder DC de algún tipo.

Un motor eléctrico está compuesto de imanes: un motor los usa para crear movimiento. Si conoce un imán conoce acerca de la ley fundamental de todos los imanes: Cargas opuestas se atraen e iguales se repelen. Así que si tiene dos imanes con sus extremos como norte y sur, entonces el extremo norte se atraerá con el sur. De otro lado, el extremo norte del imán repelerá el extremo norte del otro (y similarmente el sur repelerá el sur). Dentro de un motor eléctrico esas fuerzas atractoras y repulsoras crean movimiento rotacional.